## Journal of Applied Informatics and Computing (JAIC)
Vol.2, No.2, Desember 2018, pp. 57~61 e-ISSN: 2548-6861

## Perancangan Alat Pengukur Detak Jantung Menggunakan Pulse Sensor Berbasis Raspberry
Putri Karina 1 , Ahmad Hamim Thohari 2 Teknik Informatika, Politeknik Negeri Batam putrikarin316@gmail.com 1 , hamim@polibatam.ac.id 2
Article Info ABSTRACT Article history: Received : 26-09-2018 Revised : 29-11-2018 Accepted : 05-11-2018 Health is a prosperous state of body, soul, and social that enables everyone to live socially and economically productive. The  heart is a vital  organ  in the body that affects health, heartbeat is one of the parameters that paramedics use to know health. Stethoscope is a common tool used in measuring heart rate, simple and easy to carry, but has a deficiency in its use directly by experts / medical who have knowledge of Stethoscope  in  achieving  accurate  results  in  accuracy  requires  concentration  in finding results and Stethoscope itself can not be used by ordinary people who do not understand. Pulse and Raspberry sensor control using MCP3008 that serves as an analog to digital converter. Thus, it is hoped to detect the heart rate increase with ease  accurately  and  the  measurement  can  be  done  by  itself.  This  final  project proposes the design of heart rate measurers in a fast and accurate way in a relatively accurate calculation of results. The workings of this tool is to retrieve data from the pulse sensor detection for heartbeat and then displayed on the monitor screen.
Keyword:
Kesehatan, Raspberry ,
Sensor Pulse ,
Monitoring.
Copyright © 2018 Journal of Applied Informatics and Computing. All rights reserved.

## I. P ENDAHULUAN
Kesehatan  merupakan  harta  yang  tak  ternilai  bagi seseorang,  sehingga  seseorang  rela  melakukan  segala  cara agar  dapat  menjaga  kesehatan.  Siapa  saja  dapat  mengalami gangguan  kesehatan  tanpa  mengenal  usia,  jenis  kelamin, pekerjaan.  Berdasarkan  The  World  Health  Report,  2005 angka  kematian  seseorang  akibat  diagnosa  kesehatan  yang lambat  serta  penanganan  yang  buruk  oleh  tim  medis  di Indonesia  pada  mencapai  8-11/100.000  populasi  manusia hidup,  hal  ini  merupakan  angka  yang  termasuk  tinggi  di ASEAN.    Penyakit  jantung  adalah  salah  satunya  penyakit yang  sangat  berbahaya.  Pada  tahun  2014  di  Asia  Tenggara Khususnya di  Indonesia, angka kematian 35% atau 1.8 juta kasus  kematian  terbanyak  akibat  penyakit  jantung  dimana penyakit  tersebut  adalah  penyakit  yang  lambat  dalam penanganan.  Detak  jantung  merupakan  paremeter  yang penting  untuk  mengetahui  kondisi  fisik  maupun  mental seseorang.  merupakan  salah  satu  penyakit  yang  serius  dan mengakibatkan  kematian  tertinggi  di  dunia.  Penyakit  yang berada didalam tubuh manusia yang membutuhkan waktu dan kondisi  yang  tepat  untuk  melakukan  pengecekan  dirumah sakit, peningkatan kolesterol, darah tinggi, diabetes dan faktor
lainnya  yang  diiringi  dengan  peningkatan  detak  jantung. Stetoskop merupakan salah satu alat yang biasa digunakan di medis untuk mengukur detak jantung, alat  yang mudah dan sederhana dalam penggunaanya, Tetapi memiliki kekurangan yang sangat mendasar dalam segi fungsionalnya. Kekurangan itu, antara lain : membutuhkan waktu yang relatif cukup lama dan berulang – ulang dalam  mendapat  hasil  yang  tepat dan akurat  karena  membutuhkan  konsentrasi  dalam  menghitung detak  jantung  dan  keakuratan  yang  tepat  untuk  mengetahu hasilnya.
Dengan aktifitas seseorang yang sangat komplek, penyakit yang menggagu secara tiba – tiba dimungkinkan dapat terjadi, dan  aktifitas  atletik  olahraga  yang  memerlukan  monitoring kondisi tubuh agar nantinya tidak menggangu pelatihan yang dilakukan dan seseorang yang memiliki masalah bawaan pada kondisi  tubuh  seperti,  cacat  jantung  bawaan,  lemah  jantung dan infeksi jantung.
Salah  satu  metode  dalam  pengukuran  detak  jantung menggunakan  sensor pulse . pulse sensor  itu  sendiri  dimana cara  kerja  dari  sensor  yang  dapat  mendeteksi  pergerakan detak  jantung    di  dalam  tubuh  seseorang  dengan memanfaatkan  peedaran  darah  disetiap  menit  dengan  saraf arteri  yang  menjadi  fokus  dalam  penghitungan  volume  dan
58
dapat  mendeteksi  kondisi  kesehatan,  sehingga  dapat mendorong  untuk  menjaga  kesehatan  tubuh  serta  dapat mengontrol dan mendeteksi kondisi seseorang.

## II. L ANDASAN T EORI
Cara  termudah  untuk  mengikuti  aturan  format  halaman JAIC  adalah  menggunakan  format  dalam  dokumen  ini. Simpanlah  file  ini  dengan  nama  lainnya,  lalu  ketikkan  isi makalah anda ke dalamnya.

## A. Jantung
Jantung adalah organ yang berupa otot, berbentuk kerucut, berongga,  dengan  pangkal  diatas  dan  puncaknya  dibawah miring kesebelah kiri. Jantung terletak di dalam rongga dada diantara kedua paru-paru, dibelakang tulang dada, dan lebih menghadap  ke  kiri  daripada  ke  kanan.  Jantung  berfungsi untuk  memompa  darah  keseluruh  tubuh  melalui  pembuluh darah.(Perace,  200:125).  Jantung  memiliki  empat  ruangan yaitu,  dua  ruangan  atas  ( atrium) dan  dua  ruangan  bawah ( ventrikel).
Gambar 1.Anatomi Jantung TABEL I DETAK JANTUNG PER MENIT BERDASARKAN UMUR Umur Jumlah detak per menit Bayi baru lahir 120 – 160 Anak usia 1-10 tahun 80 – 120 Anak usia > 10 dan Dewasa 60 – 80
Denyut nadi normal: 60 - 100/menit Denyut  nadi  maksimal:  220/menit  atau  untuk  mengetahui beat per  menit  (bpm)  dapat  diketahui  dengan  menggunkan rumus BPM yaitu :
𝐵𝑃𝑀 =
𝑥𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ𝑑𝑒𝑡𝑎𝑘 (1)

## B. Jaringan Sensor Nirkabel
Jaringan  sensor  nirkabel  merupakan  suatu  jejaring nirkabel menggunakan alat berupa sensor yang bekerjasama untuk  memantau  kondisi  tertentu  seperti  temperatur,  suara, cahaya,  tekanan  dan  lainlain.  Jaringan  sensor  nirkabel merupakan suatu jaringan sensor yang terdiri dari node sensor yang  disebar  pada  beberapa  titik,  dan  dapat  melakukan komunikasi  tanpa  kabel.  Jadi  konsep  sederhana  dari  suatu jaringan  sensor  nirkabel  adalah  berdasarkan  fungsi pengindraan, CPU dan Radio.

## C. Raspberry Pi
Komputer papan tunggal (Single board circiut/SBC) yang memilki ukuran sebesar kartu kredit, Raspberry Pi memiliki dua  model  yaitu  model  A  dan  model  B.  Secara  umum perbedaan  model  terletak  pada  memory  yang  digunakan, Model  A  menggunakan  memory  256  MB  dan  B  512  MB. Raspberry  Pi  bersifat  Open  Source  (berbasis  Linux), Raspberry  Pi  bisa  dimodifikasi  sesuai  kebutuhan penggunanya.  Sistem  Operasi  utama  Raspberry  Pi menggunakan Debian GNU/Linux dan bahasa pemrograman Python. Salah satu pengembang OS untuk Raspberry Pi telah meluncurkan  Sistem  Operasi  yang  dinamai  Raspbian, Raspbian  diklaim  mampu  memaksimalkan  perangkat Raspberry Pi. Sistem operasi tersebut dibuat berbasis Debian yang merupakan salah satu distribusi Linux OS.
Gambar 2.Raspberry Pi 3 model B+

## D. Sensor
Alat  untuk  mendeteksi/mengukur  sesuatu,  yang digunakan untuk megubah variasi makanis, magnetis, panas, sinar  dan  kimia  menjadi  tegangan  dan  arus  listrik.  Dalam lingkungan  sistem  pengendalian  dan  robotika,  sensor memberikan  kesamaan  yang  menyerupai  mata,  pendegaran, hidung,  lidah  yang  kemudian  akan  diolah  oleh  kotroler sebagai otaknya.

## E. Pulse Sensor
Pulse sensor adalah sensor yang dapat menghitung denyut jantung manusia yang diproduksi oleh fungky corporation.

## Gambar 3.Pulse Sensor
Sensor ini menggunakan infrared dan photodiode. Infrared akan memancarkan sinyal yang menembus kulit pada tangan yang kemudian akan ditangkap oleh photodiode. Konsepnya adalah infrared dan photodiode akan menangkap perubahan volume darah pada jari tangan pada saat jantung memompa darah keseluruh tubuh.dari sinilah data denyut jantung akan didapatkan untuk kemudian diproses.

## III. METODOLOGI PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan  adalah  eksperimen yaitu  dengan  merancang,  membuat,  menguji,  dan mengimplementasikannya  pada  rangkaian  yang  telah terintegrasi secara otomatis.
Gambar 4. Flowchart Metode Penelitiaan.

## IV. A NALISI DAN PERANCANGAN
Sensor Pulse yang bertujuan menampilkan informasi dari BPM  dari  pengukuran  yang  mendeteksi  detak  jantung  pada aliran darah pada jari tangan. Adapun rancangan penelitian ini terdiri dari Perancangan hardware dan Integrasi software serta penelitian yang digunakan dalam pengukuran dan pengujian terhadap alat yang dibuat.

## A. Gambaran Sistem
Sistem  pengukuran  detak  jantung  menggunakan Raspberry Pi sebagai proses  utama dan  pengolahan. Sensor pulse  sebagai  pembaca  inputan  yang  memberikan  masukan singnal Analog kemudian diteruskan ke Raspberry Pi dengan bantuan MCP 3008 dalam mengubah singnal analog ke digital agar dapat terbaca oleh Raspberry.
Gambar 5.Diagram Sistem

## B. Diagram Blok Sistem
Gambar 6. Contoh di atas adalah contoh grafik garis menggunakan warna yang berbeda yang dapat memberikan kontras yang baik di layar maupun di proceeding cetakan.

## C. Teknik Pengolahan dan Analisi Data
Dalam  metode  tersebut  dapat  memiliki  kuantitatif  yaitu menjamin validitas dan realibilitas data dari pengujian yang dilakukan.  Memanfaatkan  peralatan  microcontroller  yang mendukung  adanya  keakuratan  penghitungan  serta  validasi yang tersimpan di dalam memori penyimpanan.

## Gambar 7.Flowchart Proses Raspberry

## D. Perancangan Rangkaian Alat
Pada perancangan sensor detak jantung dibutuhkan sensor yang  mampu  mendeteksi  detak  jantung  melalui  peredaran darah  dengan    memanfaatkan  sensor    cahaya  dam  optik, sensor  yang  digunakan    adalah  pulse  sensor  atau  heart  rate monitoring. Sensor  ini diletakkan pada ujung jari yang akan menghasilkan denyut jantung pada perederan  darah sebagai inputan masukan data analog untuk di proses lebih lanjut oleh Raspberry.

## IV. A NALISI DAN PERANCANGAN

## A. Perancangan Alat
Dalam  perancangan  alat  perangkat  keras  memerlukan beberapa  perangkat  atau  modul  yang  diperlukan  dalam pengerjaan.  Di  bawah  ini  beberapa  gambar  yang menunjukkan perangkat yang akan di gunakan.
Gambar 9. Alat yang di perlukan
Gambar 10.Hasil setelah di rangkai
Gambar 11.Soruce yang digunakan untuk menjalankan keseluruhan modul

## B. Instalisasi Sistem Operasi
Raspberry  Pi  tidak  dilengkapi  dengan  memori  untuk menyimpan  sistem  operasi,  untuk  itu  membutuhkan  sebuah SD-card untuk menginsatal sistem operasi Raspian OS.
61

## C. Instalisasi MCP3008
Dalam ADC tersebut diperlukan library untuk inisialisasi sebuah  Modul  untuk  mendefinisikan  jenis  objek  yang memungkinkan  transaksi  SPI  pada  host  yang  menjalankan kernel Linux. Kernel host harus memiliki dukungan SPI dan dukungan  antarmuka  perangkat  SPI.  Berikut  ini  adalah tahapan untuk menginstal OS Raspbian:
1) Pastikan  file  Raspbian.zip  sudah  ada  di  komputer yang digunakan untuk menginstall OS.
2) Ekstrak  file  Raspbian.zip  sehingga  didapatkan  file Raspbian.img.
3) Hubungkan sdcard dengan komputer.
4) Jalankan program win_32_disk_imager.exe dan klik tanda folder dan piih Raspbian.img.
5) Kemudian pilih device tujuan yang akan ditulis OS Rapbian.
6) Klik menu write , dan tunggu beberapa saat.

## D. Pengujian
Berapa metode pengukuran detak jantung dengan Manual, Apps  Icare  dan  Indikator  Alat,  dimana  sampel  acak  yang dilakukan  kepada  perempuan  dan  laki-laki  memiliki perbandingan  error  0-3%.  Dalam  setiap  penghitungan memiliki  ketentuan  dalam  pengambilan  nilai  seperti  pada Manual terhitung dalan penghitungan selama 30 Detik di kali 4 dan menghasilkan nilai penghitungan Manual, Apps ICare penghitungan  menggunakan  salah  satu apps yang  terinstal kemudian  menghitung  dengan  meletakkan  jari  telunjuk menutup kamera HandPhone selama 1 minutes. Dengan Alat yang  di  rancang  pengambilan  data  detak  jantung penghitungan  selama  15  Detik  dan  hasil  terakhir  menjadi hasil  detak  jantung  terakhir  atau  pada  keluaran  nilai  yang sama secara looping.
Di bawah ini merupakan table perbandingan dari beberapa penggunaan ke 3 metode yang digunakan.
TABEL III T ABLE PERBANDINGAN METODE 𝑒𝑟𝑟𝑜𝑟 = 𝑠𝑒𝑙𝑖𝑠𝑖ℎ 𝑝𝑒𝑟ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑒𝑟ℎ𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑚𝑎𝑛𝑢𝑎𝑙 𝑥 100%
Pengujian bertujun mengetahui kondisi perbandingan dari alat yang di buat dengan kondisi nyata. Dalam pengujian ini memiliki  3  perbandingan  perhitungan.  Penghitungan  secara manual,  yaitu  perhitungan  detak  jantung  arteri  radalis  yang berada pada pergelangan tangan. Dilakukan  selama 1  menit karena  satuan  yang  dilakuakan  berupa  Bite  Per  Minutes (BPM).  Pengujian  dengan  Apps  Icare  mendukung  agar
penghitungan  dapat  menghasilkan  nilai  yang  valid. Penghitungan melalui alat yang dirancang, yaitu mengetahui nilai  pengukuran  dalam  setiap  perhitungan  dengan  sensor pulse.

## V. K ESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
Dari  hasil  pengujian  menggunakan  pulse  sensor  berbasis Raspberry  pi  3  sebagai  mikrokontroler.  Mulai  dari  analisis sistem, perancangan dan pengujian, dapat diambil kesimpulan antara lain sebagai berikut.
1) Perangkat merespon dan memberikan hasil pengukuran dengan melakukan 10-20 kali percobaan pengujian.
2) Modul dari source dapat di jalankan.
3) Kinerja  Pulse  Sensor  memiliki  tingkat  sensitivitas  dan pembacaan yang sedikit lambat.
B. Saran
1) Penambahan  sensor  lain,  seperti  misalnya  mengenai informasi suhu tubuh lainnya.
2) Hasil  dari  nilai  sensor  dapat  tersimpan  ke Database xampp.
3) Menghubungkan ke Database yang berguna menampilkan  grafik  atau  visualisasi  dalam  bentuk lainnya.

## D AFTAR P USTAKA
[1] Mulyono, Iwan Adi, 2002 “Perencanaan Dan Pembuatan Pendeteksi Alat  Detak  Jantung  Dan  Suhu  Tubuh  Berbasis  Komputer”  Skripsi, Universitas Katolik Soegijapranata Semarang.
[2] Rahadian,Helmy,  Arifin,Zaenal.  (2016).  “Pemerosesan  Data  Pilse Sensor Amped Pada Rancangan Sistem Informasi Dokter Dan Pasien”. Semarang: Skripsi, Universitas Dian Nuswantoro Semarang.
[3] Harahab,  Ahmad  Nawawi,  Bisman  Perangin-angin,  M.Eng.Sc.2013. Sistem  Pengukuran  Detak  Jantung  Manusia  Menggunakan  Media Online  dengan  Jaringan  Wi-Fi  Berbasis  PC.  FMIPA  Universitas Sumatera Utara, Medan.
[4] Deming,  W.E.,  1986,  Out  of  Crisis,  MIT  Center  for  Advanced Engineering Study, Cambridge, MA.
[5] M. Wegmuller, J. P. von der Weid, P. Oberson, & N. Gisin, “High resolution  fiber  distributed  measurements  with  coherent  OFDR,” Prosiding ECOC’00 , 2000, paper 11.3.4, p. 109.
[6] Hamdan  Heruryanto1,  Wira  Bahari  Nurdin,  Bidayatul  Armynah (2014).” Sistem Pengukuran Denyut Jantung Berbasis Mikrokontroler Atmega8535”. Makassar.
[7] Heruryanto,  Hamdan.  (2014).  “Sistem  Pengukuran  Detak  Jantung Berbasis  Mikrokontroller  Amage8535”.  Makassar:  Tugas  Akhir, Universitas Hasanuddin.
[8] Erliyanto,  Machriz,  dkk.  2008.  Perancangan  Perangkat  Monitoring Denyut  Jantung  (Heart-BeatMonitoring)  dengan  Visualisasi  Lcd Grafik    Berbasis  Atmel  At89C.  Jurusan  Teknik  Elektro  -  Institut TeknologiTelkom. Bandung.
[9] Kurniawan,  D.  E.,  &  Fani,  S.  (2017).  Perancangan  Sistem  Kamera Pengawas Berbasis Perangkat Bergerak Menggunakan Raspberry Pi. Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan, 3(2).
[10] Kurniawan, D. E., & Surur, M. N. (2017). Sistem Pengaman Sepeda Motor  Berbasis  Perangkat  Bergerak  dengan  Notifikasi  dan  Kendali Mesin. Jurnal Sistem Informasi, 9(1).
[11] Prapanca, S.T., M.Kom., Aditya. (2016). Raspberry http://if.unesa.ac.id/blog/aditya/2015/11/18/198/http://www.ahlinyap enyakitjantung.web.id/angka-kematian-penyakit-jantung-di- indonesia/
SECARA MANUAL APPS I CARE INDIKATOR ALAT JUMLAH PRESENTASE PR/ 22 74 74 75 1 1,351351351 PR/ 21 64 65 65 1 1,5625 PR/21 70 70 71 1 1,428571429 PR/21 56 56 56 0 0 LK/23 80 80 80 0 0 LK/22 65 65 65 0 0 PR/21 64 64 65 1 1,5625 LK/22 77 77 80 3 3,896103896 SAMPLE
PENGHITUNGAN DETAK JANTUNG SELISIH PERBEDAAN